Vienas iš šiuolaikinės medicinos techninių pasiekimų - tai platus panaudojimas aukšto dažnio ultragarso vidaus organų, galingų ir nekenksmingų diagnostikos priemonių, tyrimui.
Ultragarsinė technologija jau žinoma daugiau kaip 80 metų. Bandymai naudoti ultragarsą medicinos diagnostikai lėmė 1937 m. Atsiradusį vienodį echoencefalografiją. Tačiau 1950-ųjų pradžioje buvo įmanoma gauti tik asmens vidinių organų ir audinių ultragarsinį vaizdą. Nuo šiol ultragarsas vis dažniau naudojamas medicinoje. Šiandien ji naudojama chirurgijoje, įvairiose fizioterapinėse procedūrose ir ypač diagnostikoje. Naudojant ultragarsinę diagnostiką, buvo atlikta tikra akušerijos revoliucija.
Ultragarsas: veikimo principas
Ultragarsas - tai tos pačios mechaninės elastinės terpės vibracijos, kaip ir garso, skiriasi tik dažniu.
Ultragarsinis dažnis viršija žmogaus klausos diapazono viršutinę ribą (20 kHz). Ultragarsas naudojamas atsižvelgiant į jo gebėjimą be didelės absorbcijos įsiskverbti į minkštus kūno audinius, atspindintį nuo tankesnių audinių ir nevienalyčių.
Ultragarsiniu vidaus organų tyrimu (echografija) plonas ultragarsinių impulsų pluoštas, sukurtas mažo pjezoelektrinio jutiklio, kuris gali veikti tiek kaip generatorius, tiek kaip ultragarsinės vibracijos imtuvas, nukreipiamas į kūno paviršių. Tolesnis šių impulsų likimas priklauso nuo toje vietoje esančių audinių savybių: impulsai gali praeiti per juos, atsispindėti ar įsisavinti.
Atspindėtų signalų analizė (atlikta naudojant kompiuterį) leidžia jums gauti kūno skerspjūvio vaizdą išilgai jutiklio kelio.
Ultragarsinis tyrimas (ultragarsas) turi vieną labai svarbų bruožą: vaizdavimui reikalinga spinduliuotės galia yra tokia nereikšminga, kad nesukelia kenksmingo poveikio. Tai yra pagrindinis ultragarso privalumas per rentgeno spindulius.
Kas yra ultragarso nuskaitymas?
Ultragarsinis nuskaitymas yra skausminga procedūra, kurią atlieka gydytojas. Plonas specialios gelio sluoksnis padengiamas tiriamo kūno ploto oda, kuri pagerina jo kontaktą su jutikliu (geras jutiklio kontaktas su oda dažniausiai lemia vaizdo kokybę). Procedūros metu zondas lėtai juda per bandymo sritį. Ultragarsiniam nuskaitymui nereikia jokio išankstinio paruošimo, ir tokiam tyrimui pacientui nereikia eiti į ligoninę.
Šiuolaikinė ultragarsinė įranga leidžia jums gauti įvairių tipų vaizdus: judančią arba nuolatinių kadrų seką. Abiem atvejais vaizdas gali būti įrašytas tolesniam tyrimui.
Ultragarsas nėštumo metu
Galbūt svarbiausias ultragarsinių metodų naudojimas, nustatytas nėščių moterų tyrimuose. Jie leidžia jums gauti informaciją apie vaisiaus būklę, nesuteikiant jam ar motinai jokio pavojaus, ir kuris yra labai svarbus labai ankstyvose nėštumo stadijose (2,5-3 savaitės). Dažnai ši informacija negali būti gaunama kitais būdais.
Per pirmuosius tris nėštumo mėnesius ultragarso echografija gali nustatyti, ar vaisius yra gyvas, nustatyti jo amžių ir nustatyti besivystančių embrionų skaičių. Po trečio mėnesio ultragarsas gali aptikti kai kuriuos įgimtus vaisiaus defektus, tokius kaip spina bifida, ir tiksliai nustatyti placentos padėtį, atskleidžiant jo ankstyvą atsiskyrimą.
Naudojant ultragarso nuskaitymą, galite nustatyti vaisiaus dydį nėštumo metu ir tiksliai prognozuoti pristatymo datą. Naudodami ultragarsą, netgi galite pastebėti vaisiaus širdies plakimą. Rentgeno tyrimai nėštumo metu dabar reikalingi tik esant ypatingoms aplinkybėms.
Plačiai naudojamas prieš gimdymą (prieš gimdymą) diagnozuojant, vaisiaus vystymosi anomalijų aptikimo metodas - amniocentezė (skysčio atranka nuo vaisiaus aplinkinių vaisių, paprastai 15-17-osios nėštumo savaitės) - kontroliuojama ultragarsu.
Naujų tipų ultragarsinių tyrimų kūrimas ir diegimas praktikoje ir jų prieinamumas sukėlė revoliuciją akušerijos praktikai, supaprastinant nėštumo eigą ir didinant jo patikimumą.
Ultragarsinio įrenginio veikimo principas
Ultragarsinė diagnostika sėkmingai naudojama medicinos praktikoje ir jau seniai įsitvirtino kaip santykinai pigus ir visiškai saugus tyrimo metodas. Labiausiai pageidaujama diagnozės sritis yra nėščių moterų tyrimas, taip pat tiriami visi vidaus organai, kraujagyslės ir sąnariai. Echolokacijos principas yra ultragarso vaizdavimo technologijos pagrindas.
Kaip tai veikia?
Ultragarsas yra akustiniai virpesiai, kurių dažnis yra didesnis nei 20 kHz ir kurie nėra prieinami žmogaus klausymui. Medicinos ultragarso įranga naudoja dažnių diapazoną nuo 2 iki 10 MHz.
Yra vadinamieji pjezoelektriniai elementai - kai kurių cheminių junginių atskiri kristalai, kurie reaguoja į ultragarso bangas su elektriniu įkrovimu, ir į elektrinį krūvį - su ultragarsu. Tai reiškia, kad kristalai (pjezoelektriniai elementai) yra ultragarso bangų imtuvas ir siųstuvas vienu metu. Pjezoelektriniai elementai yra ultragarso jutiklyje, per kuriuos į žmogaus kūną siunčiami aukšto dažnio impulsai. Jutiklis papildomai turi akustinį veidrodį ir garsą sugeriantį sluoksnį. Atskleidžiama garso bangų pluošto dalis grįžta į jutiklį, kuris juos paverčia elektriniu signalu ir perduoda aparatinei ir programinei sistemai - pačiam ultragarso įrenginiui. Signalas apdorojamas ir rodomas monitoriuje. Dažniausiai naudojamas juoda ir balta vaizdo formatas. Skydai, atspindintys bangų vieną ar kitą laipsnį, ekrane rodomi pilkomis gradacijomis, baltos spalvos yra visiškai atspindintys audiniai, o juodos spalvos yra skysčiai ir tuštumai.
Kaip veikia ultragarso banga?
Ultragarsinis signalas, einantis per žmogaus kūno audinius, juos sugeria ir atspindi, priklausomai nuo jų tankio ir garso bangų sklidimo greičio. Labai pilnas garsas atspindi tokią aplinką, kaip kaulai, inkstų akmenys, šlapimo pūslė. Lingesni audiniai, skysčiai ir tuštumai dalinai ar visiškai sugeria bangas.
Pagrindinės ultragarsinio vaizdo savybės yra echogeniškumas ir garso laidumas. Echogeniškumas - audinių gebėjimas atspindėti ultragarso bangas, atskirti hipo-hiperhogenizmą. Garso laidumas - audinių gebėjimas prasiskverbti per ultragarsą. Įvertinus šias charakteristikas, remiamasi objekto analize, jos aprašymu ir išvadomis.
Ultragarsinis ekspertų lygio ultragarso skaitytuvų tyrimas
Mūsų klinikoje yra modernūs stacionarūs „Medison“ ir „Toshiba“ ultragarso prietaisai, galintys atlikti bet kokias diagnostines užduotis. Skaitytuvai turi papildomus monitorius, kad būtų galima dubliuoti paciento vaizdą. Ekspertų lygio technologija reiškia patobulintus informacijos gavimo būdus:
- vaizdo grūdų slopinimas;
- kelių kelio junginių nuskaitymas;
- energijos doplerio sonografija;
- parametrus, kurie pagerina vaizdą sunkiai pasiekiamose vietose;
- skaitmeninės technologijos;
- didelė ekrano skiriamoji geba;
- trimatis ir keturių matmenų režimas.
Šie tyrimai, jei reikia, gali būti įrašyti į DVD-ROM.
Su ultragarsu svarbi ne tik įrangos klasė, bet ir diagnozę atliekančio gydytojo profesionalumas. Mūsų klinikos specialistai turi ilgametę darbo patirtį ir aukštą kvalifikaciją, kuri leidžia teisingai išaiškinti tyrimo rezultatus.
Ultragarsinis principas
Kalbant apie techninę priežiūrą, remontą ar darbą su ultragarsine įranga, visų pirma būtina suprasti fizinius procesų, su kuriais turėsime susidoroti, pagrindus. Žinoma, kaip ir kiekvienu atveju, yra tiek daug niuansų ir subtilybių, bet mes siūlome pirmiausia apsvarstyti proceso esmę. Šiame straipsnyje aptarsime šiuos klausimus:
- Kas yra ultragarsas, kokios yra jo charakteristikos ir parametrai
- Ultragarso formavimas moderniose technologijose, pagrįstose pjezo keramika
- Ultragarsiniai principai: elektros energijos pavertimo ultragarso energija grandinė ir atvirkščiai.
- Vaizdo formavimo pagrindai ultragarso aparato ekrane.
Būtinai žiūrėkite mūsų vaizdo įrašą apie tai, kaip veikia ultragarsas
Mūsų pagrindinis uždavinys - suprasti, kas yra ultragarsas ir kokios jos savybės mums padeda šiuolaikiniame medicinos tyrime.
Apie garsą.
Žinome, kad dažniai nuo 16 Hz iki 18 000 Hz, kuriuos girdi žmogaus klausos aparatas, paprastai vadinami garsu. Tačiau pasaulyje taip pat yra daug garsų, kurių negalime išgirsti, nes jie yra žemesni ar didesni už mums prieinamą dažnių diapazoną: tai yra infraraudonieji ir ultra garsai.
Garsas turi bangų prigimtį, tai yra, visi garsai, esantys mūsų visatoje, yra bangos, kaip ir kitais atvejais, daugelis kitų gamtos reiškinių.
Fiziniu požiūriu banga - tai terpės, kuri skleidžia energiją, bet be masės perdavimo, sužadinimas. Kitaip tariant, bangos yra bet kokio fizinio kiekio maksimalių ir minimalių erdvinių erdvių, pvz., Medžiagos tankio arba jo temperatūros, erdvinis pakitimas.
Galima apibūdinti bangų parametrus (įskaitant garsą) per jo ilgį, dažnį, amplitudę ir virpesių periodą.
Apsvarstykite bangų parametrus išsamiau:
Fizinio kiekio maksimalus dydis ir minimumas gali būti sąlyginai pateikiami kaip bangos kojos ir lovelės.
Bangos ilgis yra atstumas tarp šių griovelių arba tarp įdubimų. Todėl kuo artimesnės keteros yra viena kitai - kuo trumpesnis bangos ilgis ir kuo didesnis jo dažnis, tuo toliau nuo vienas kito - kuo didesnis bangos ilgis ir atvirkščiai, tuo mažesnis jo dažnis.
Kitas svarbus parametras yra virpesių amplitudė arba fizinio kiekio nuokrypio nuo vidutinės vertės laipsnis.
Visi šie parametrai yra susiję vienas su kitu (kiekvienam santykiui yra tikslus matematinis aprašymas formulių pavidalu, tačiau čia jų neduosime, nes mūsų užduotis yra suprasti pagrindinį principą, ir visada galime jį apibūdinti fiziniu požiūriu). Kiekviena iš šių savybių yra svarbi, tačiau dažniau turėsite išgirsti apie ultragarso dažnį.
Ar jūsų ultragarso aparatas užtikrina prastą vaizdo kokybę? Palikite inžinieriaus užklausą tiesiogiai svetainėje ir jis atliks nemokamą diagnozę ir sukonfigūruos jūsų ultragarso skaitytuvą
Aukšto dažnio garsas: kaip sukelti kelias tūkstančius vibracijų per sekundę
Yra keletas būdų, kaip gauti ultragarso, tačiau dažniausiai technika naudoja pjezoelektrinių elementų kristalus ir pjezoelektrinį efektą, pagrįstą jų taikymu: pjezoelektrinių gaminių pobūdis leidžia generuoti aukšto dažnio garsą įtampos įtakoje, tuo didesnis įtampos dažnis, tuo greičiau (dažniau) kristalas pradeda vibruoti, jaudintis aukšto dažnio svyravimai aplinkoje.
Kai didelio dažnio garso vibracijų srityje, piezokristalys, priešingai, pradeda gaminti elektros energiją. Įtraukus tokį kristalą į elektros grandinę ir tam tikru būdu, apdorojant iš jo gautus signalus, galime suformuoti vaizdą ultragarso aparato ekrane.
Tačiau norint, kad šis procesas taptų įmanomas, reikia turėti brangią ir sudėtingai organizuotą įrangą.
Nepaisant dešimčių ir net šimtų tarpusavyje susijusių ultragarso skaitytuvo komponentų, juos galima suskirstyti į kelis pagrindinius blokus, susijusius su įvairių tipų energijos konvertavimu ir perdavimu.
Viskas prasideda nuo maitinimo šaltinio, galinčio išlaikyti aukštą iš anksto nustatytų verčių įtampą. Tada per daug pagalbinių blokų ir nuolat kontroliuojant specialią programinę įrangą, signalas perduodamas jutikliui, kurio pagrindinis elementas yra piezokristalinė galvutė. Ji transformuoja elektros energiją į ultragarso energiją.
Per akustinį lęšį, pagamintą iš specialių medžiagų ir atitinkamą gelį, ultragarso banga patenka į paciento kūną.
Kaip ir bet kuri banga, ultragarsas yra linkęs atsispindėti iš paviršiaus, susiduriančio jo keliu.
Toliau banga eina per atvirkštinį kelią per įvairius žmogaus kūno audinius, akustinis gelis ir lęšis patenka ant jutiklio piezokristalinio grotelės, kuri konvertuoja akustinės bangos energiją į elektros energiją.
Priimdami ir teisingai interpretuodami signalus iš jutiklio, galime imituoti objektus, kurie yra skirtinguose gyliuose ir yra neprieinami žmogaus akiai.
Vaizdo kūrimo principas, pagrįstas ultragarso nuskaitymo duomenimis
Apsvarstykite tiksliai, kaip gauta informacija padeda mums sukurti vaizdą ant ultragarso skaitytuvo. Šio principo pagrindas yra skirtinga akustinė varža arba dujinės, skystos ir kietos terpės atsparumas.
Kitaip tariant, mūsų kūno kaulai, minkštieji audiniai ir skysčiai perduoda ir atspindi ultragarsą įvairiais laipsniais, iš dalies sugeria ir išsklaido jį.
Tiesą sakant, visą mokslinių tyrimų procesą galima suskirstyti į mikrodiodus, o tik nedidelė dalis kiekvieno periodo perduoda jutiklį. Likęs laikas praleistas laukiant atsakymo. Tuo pačiu metu laikas tarp signalo perdavimo ir priėmimo tiesiogiai perkeliamas į atstumą nuo jutiklio iki „matomo“ objekto.
Informacija apie atstumą iki kiekvieno taško padeda sukurti tiriamo objekto modelį ir taip pat naudojama ultragarso diagnostikai reikalingiems matavimams. Duomenys yra spalvoti, todėl ultragarsiniame ekrane gauname reikiamą vaizdą.
Dažniausiai tai yra juodos ir baltos spalvos formatas, nes manoma, kad pilkos atspalvių akys yra jautresnės ir tikslesnės. matys skirtumą tarp rodmenų, nors šiuolaikiniuose įrenginiuose jie naudoja spalvotą vaizdą, pavyzdžiui, tiria kraujo tekėjimo greitį ir net garsų duomenų pateikimą. Pastarasis, kartu su vaizdo seka Doplerio režimu, padeda tiksliau diagnozuoti ir yra papildomas informacijos šaltinis.
Tačiau grįžkite prie paprasčiausio vaizdo kūrimo ir išsamiau apsvarstykite tris atvejus:
Paprasčiausių vaizdų pavyzdžiai bus tiriami B režimo pagrindu. Kaulų audinio ir kitų kietų formų vizualizacija susideda iš ryškių sričių (daugiausia baltos), nes garsas geriausiai atspindi kietus paviršius ir grįžta beveik iki galo jutikliui.
Pavyzdžiui, mes galime aiškiai matyti baltas sritis - akmenis paciento inkstuose.
Skysčio ar priešpriešinių dalių vizualizaciją vaizduoja juodos zonos, nes, susidūrus su kliūtimis, garsas toliau patenka į paciento kūną ir negavome jokio atsakymo.
Minkštieji audiniai, tokie kaip pačios inkstų struktūros, bus reprezentuojami skirtingų pilkos pakopų plotais. Diagnostikos tikslumas ir paciento sveikata labai priklausys nuo tokių objektų vizualizavimo kokybės.
Taigi šiandien mes sužinojome apie tai, kas yra ultragarsas ir kaip jis naudojamas ultragarso skaitytuvuose, norint ištirti žmogaus kūno organus.
Jei jūsų ultragarso įrenginys turi prastą vaizdo kokybę, kreipkitės į mūsų aptarnavimo centrą. ERSPlus inžinieriai, turintys didelę patirtį ir aukštą kvalifikaciją, visada pasiruošę jums padėti.
Ultragarsinio aparato principas. Ultragarsinis jutiklis
Pagal ultragarso suprasti garso bangas, kurių dažnis yra už dažnių, esančių žmogaus ausies, ribų.
Ultragarso atradimas grįžo prie šikšnosparnių skrydžio stebėjimo. Mokslininkai, apgaubę šikšnosparnius, nustatė, kad šie gyvūnai nepraranda savo orientacijos skrydžio metu ir gali išvengti kliūčių. Bet po to, kai jie uždengė ausis, šikšnosparnių erdvė nukrito ir susidūrė su kliūtimis. Tai leido daryti išvadą, kad šikšnosparniai tamsoje yra vedami pagal garso bangas, kurios nėra sugautos žmogaus ausies. Šie stebėjimai buvo atlikti jau XVII a., Tuo pačiu metu buvo pasiūlytas terminas „ultragarsas“. Nuotolinis orientyras erdvėje skleidžia trumpus ultragarsinių bangų impulsus. Šie impulsai, atsispindintys iš kliūčių, po kurio laiko pastebimi šikšnosparnio ausyje (aido reiškinys). Pagal laiką, kuris praeina nuo ultragarsinio impulso spinduliavimo momento iki atspindėto signalo suvokimo, gyvūnas nustato atstumą iki objekto. Be to, šikšnosparnis taip pat gali nustatyti, kokiu krypčiu grąžinamas aido signalas, objekto lokalizavimas erdvėje. Taigi jis siunčia ultragarso bangas ir suvokia atspindėtą aplinkinės erdvės vaizdą.
Ultragarsinės vietos principas yra daugelio techninių įrenginių veikimas. Pagal vadinamąjį impulsinio aido principą, sonaro darbai, kurie lemia laivo padėtį, palyginti su žuvų ar jūros dugnu (echo sounder), taip pat medicinoje naudojami ultragarso diagnostikos prietaisai: prietaisas skleidžia ultragarso bangas, o po to suvokia atspindėtus signalus, ir laiko, praėjusio nuo spinduliuotės momento iki aidėjimo signalo suvokimo momento, nustatykite atspindinčiosios struktūros erdvinę padėtį.
Kas yra garso bangos?
Garso bangos yra mechaninės vibracijos, kurios plinta erdvėje kaip bangos, atsirandančios po to, kai akmuo yra išmestas į vandenį. Garso bangų plitimas labai priklauso nuo medžiagos, kurioje jie skleidžiami. Tai paaiškinama tuo, kad garso bangos atsiranda tik tada, kai medžiagos dalelės virsta.
Kadangi garsas gali būti platinamas tik iš materialių objektų, vakuume nesukuriamas garsas (egzaminuose dažnai užduodamas klausimas „užpildymas“: kaip garsas paskirstomas vakuume?).
Garsas aplinkoje gali plisti tiek išilgine, tiek skersine kryptimi. Ultragarsinės bangos skysčiuose ir dujose yra išilginės, nes atskiros terpės dalelės svyruoja išilgai garso bangos. Jei plokštuma, kurioje yra vidutinės dalelės, yra stačiu kampu į bangų sklidimo kryptį, pavyzdžiui, jūros bangų atveju (dalelių svyravimai vertikalia kryptimi ir bangų sklidimas horizontalioje), kalbama apie skersines bangas. Tokios bangos taip pat pastebimos kietosiose medžiagose (pavyzdžiui, kauluose). Minkštuose audiniuose ultragarsu dauginama daugiausia išilginių bangų forma.
Kai atskiros išilginės bangos dalelės nukreipiamos viena į kitą, padidėja jų tankis, taigi padidėja slėgis terpės medžiagoje šioje vietoje. Jei dalelės skiriasi viena nuo kitos, sumažėja vietinis medžiagos tankis ir slėgis šioje vietoje. Ultragarsinė banga sudaro žemo ir aukšto slėgio zoną. Per ultragarso bangą per audinį šis slėgis labai greitai pasikeičia. Norint atskirti ultragarsinės bangos sukeltą spaudimą nuo nuolatinio terpės slėgio, jis taip pat vadinamas kintamu, arba garsiniu, slėgiu.
Garso bangų parametrai
Garso bangų parametrai apima:
Amplitudė (A), pavyzdžiui, maksimalus garso slėgis („bangos aukštis“).
Dažnis (v), t.y. svyravimų skaičius 1 s. Dažnio vienetas yra hercai (Hz). Diagnostikos prietaisuose, naudojamuose medicinoje, naudokite dažnių diapazoną nuo 1 iki 50 MG c (1 MHz = 106 Hz, dažniausiai 2,5–15 MHz).
Bangos ilgis (λ), t.y. atstumas iki gretimos bangos keteros (tiksliau, mažiausias atstumas tarp taškų su ta pačia faze).
Sklidimo greitis arba garso (-ių) greitis. Tai priklauso nuo terpės, kurioje skleidžiasi garso banga, taip pat nuo dažnio.
Slėgis ir temperatūra turi reikšmingą poveikį, tačiau fiziologinėje temperatūroje šis poveikis gali būti ignoruojamas. Kasdieniam darbui naudinga prisiminti, kad tankesnė aplinka, tuo didesnė garso sparta.
Garso greitis minkštuose audiniuose yra apie 1500 m / s ir didėja didėjant audinių tankiui.
Ši formulė yra pagrindinė medicinos echografijos dalis. Padedant galima apskaičiuoti ultragarso bangos ilgį λ, kuris leidžia nustatyti minimalų anatominių struktūrų, kurios vis dar matomos ultragarsu, dydį. Šios anatominės struktūros, kurių dydis yra mažesnis nei ultragarsinės bangos ilgis, su ultragarsu, nėra atskiriamos.
Bangos ilgis leidžia gauti gana šiurkštų vaizdą ir nėra tinkamas mažoms struktūroms įvertinti. Kuo didesnis ultragarso dažnis, tuo mažesnis yra anatominių struktūrų, kurios vis dar gali būti išskirtos, bangos ilgis ir dydis.
Galimybė detaliai didinti didėja ultragarso dažniu. Tai sumažina ultragarso įsiskverbimo į audinį gylį, t.y. mažėja jo prasiskverbimo gebėjimas. Taigi, didėjant ultragarso dažniui, mažėja audinių tyrimų gylis.
Ultragarsinio bangos ilgis, naudojamas echografijoje tiriant audinius, svyruoja nuo 0,1 iki 1 mm. Negalima nustatyti mažesnių anatominių struktūrų.
Kaip gauti ultragarsą?
Pjezoelektrinis poveikis
Medicininėje diagnostikoje naudojamo ultragarso gamyba yra pagrįsta pjezoelektriniu efektu - kristalų ir keramikos gebėjimu deformuotis veikiamos įtampos metu. Veikiant kintamajai įtampai, periodiškai deformuojami kristalai ir keramika, t.y. atsiranda mechaninės vibracijos ir susidaro ultragarso bangos. Pjezoelektrinis efektas yra grįžtamas: ultragarso bangos sukelia pjezoelektrinio kristalo deformaciją, kurią lydi išmatuojama elektros įtampa. Taigi, pjezoelektrinės medžiagos tarnauja kaip ultragarsinių bangų generatoriai ir jų imtuvai.
Kai atsiranda ultragarso banga, ji plinta jungiamojoje terpėje. „Jungimas“ reiškia, kad tarp ultragarso generatoriaus ir aplinkos, kurioje jis yra paskirstytas, yra labai geras garso laidumas. Norėdami tai padaryti, paprastai naudokite standartinį ultragarso gelį.
Siekiant palengvinti ultragarsinių bangų perėjimą iš kietos pjezoelektrinio elemento keramikos į minkštus audinius, jis padengtas specialiu ultragarsiniu gelu.
Valydami ultragarsinį jutiklį reikia atidžiai stebėti! Daugumoje ultragarsinių jutiklių tinkamas sluoksnis pablogėja, kai jis pakartotinai apdorojamas alkoholiu dėl „higienos“ priežasčių. Todėl, valant ultragarso jutiklį, būtina griežtai laikytis prie prietaiso pridedamų instrukcijų.
Ultragarsinio jutiklio struktūra
Ultragarsinės vibracijos generatorius susideda iš pjezoelektrinės medžiagos, daugiausia keramikos, kurios priekinėje ir galinėje pusėje yra elektros kontaktai. Atitinkamas sluoksnis yra nukreiptas į paciento priekinę pusę, kuri yra skirta optimaliam audinio ultragarsui. Galinėje pusėje pjezoelektriniai kristalai yra padengti sluoksniu, kuris stipriai sugeria ultragarsą, kuris neleidžia atspindėti ultragarsinių bangų skirtingomis kryptimis ir riboja kristalo judumą. Tai leidžia mums užtikrinti, kad ultragarsinis jutiklis skleidžia kuo trumpesnius ultragarsinius impulsus. Impulsų trukmė yra lemiamas veiksnys ašinės skiriamosios gebos atžvilgiu.
B-režimo ultragarso jutiklis paprastai susideda iš daugelio mažų, greta viena kitos keraminių kristalų, kurie yra sukonfigūruoti atskirai arba grupėse.
Ultragarsinis jutiklis yra labai jautrus. Tai, viena vertus, paaiškinama tuo, kad daugeliu atvejų jame yra keraminių kristalų, kurie yra labai pažeidžiami, kita vertus, dėl to, kad jutiklio sudedamosios dalys yra labai arti viena kitos ir gali būti perstumtos ar sugadintos mechaniniu drebuliu ar smūgiu. Šiuolaikinio ultragarsinio jutiklio kaina priklauso nuo įrangos tipo ir yra maždaug lygi vidutinės klasės automobilio kainai.
Prieš transportuodami ultragarso prietaisą, patikimai pritvirtinkite ultragarsinį jutiklį prie prietaiso ir geriau jį atjunkite. Jutiklis pertraukiamas lengvai, o netgi nedidelis purtymas gali sukelti rimtą žalą.
Medicininėje diagnostikoje naudojamų dažnių diapazone neįmanoma gauti ryškiai orientuotos spindulio, panašios į lazerį, su kuriuo galima „ištirti“ audinius. Tačiau norint pasiekti optimalią erdvinę skiriamąją gebą, būtina siekti kuo labiau sumažinti ultragarso spindulio skersmenį (kaip ultragarso spindulio sinonimą, kartais vartojamas terminas „ultragarsinis spindulys“). skersmuo).
Kuo mažesnis ultragarsinis spindulys, tuo geriau matomos anatominės konstrukcijos su ultragarsu.
Todėl ultragarsas kiek įmanoma sutelkiamas tam tikru gyliu (šiek tiek giliau nei tiriama konstrukcija), kad ultragarsinis spindulys sukurtų „juosmens“. Jie fokusuoja ultragarsą arba naudojant „akustinius lęšius“, arba impulsinius signalus į skirtingus daviklio pjezokeraminius elementus su skirtingais abipusiais poslinkiais laiku. Tuo pačiu metu, sutelkiant dėmesį į didesnį gylį, reikia padidinti ultragarso keitiklio aktyvų paviršių arba diafragmą.
Kai jutiklis yra fokusuotas, ultragarso lauke yra trys zonos:
Aiškiausias ultragarsinis vaizdas gaunamas, kai tiriamasis objektas yra ultragarsinės spindulio fokusinėje zonoje. Objektas yra židinio zonoje, kai ultragarso spindulys yra mažiausias, o tai reiškia, kad jos skiriamoji geba yra didžiausia.
Netoli ultragarso zonos
Netoliese esanti zona yra tiesiai prie ultragarso jutiklio. Čia, ultragarso bangos, kurias skleidžia įvairių pjezokeraminių elementų paviršius, yra viena ant kitos (kitaip tariant, atsiranda ultragarsinių bangų trukdžiai), todėl susidaro staigiai neherogeninis laukas. Paaiškinkime tai aiškiu pavyzdžiu: jei į vandenį išmestumėte sauja žvirgždas, tada apvalios bangos, kurios skiriasi nuo kiekvienos iš jų, sutampa. Netoli vietos, kur akmenukas nukrenta, atitinkantis artimiausią zoną, bangos yra nereguliarios, bet tam tikru atstumu palaipsniui artėja prie apskrito. Pabandykite bent kartą atlikti šį eksperimentą su vaikais vaikščiojant prie vandens! Ryškus artimo ultragarso zonos neformalumas sudaro fazinį vaizdą. Pati homogeninė terpė artimoje zonoje atrodo kaip besikeičiančios šviesios ir tamsios juostelės. Todėl beveik ultragarsinė zona, skirta vertinti vaizdą, yra beveik ar visai netinkama. Šis efektas yra ryškiausias išgaubtais ir sektorių jutikliais, kurie išskiria skirtingą ultragarsinę spindulį; Linijiniam jutikliui artimosios zonos heterogeniškumas yra mažiausias.
Galima nustatyti, kiek plinta artimoji ultragarsinė zona, jei, pasukant rankenėlę, sustiprinsite signalą, tuo pačiu metu žiūrėdami ultragarso lauką šalia jutiklio. Netoli ultragarso zonos galima atpažinti baltą lapą šalia jutiklio. Pabandykite palyginti linijinių ir sektorių jutiklių artimą zoną.
Kadangi artimoji ultragarso zona netaikoma objekto įvaizdžio vertinimui, ultragarso tyrimų metu jie siekia sumažinti artimiausią zoną ir naudoti ją įvairiais būdais, kad pašalintų ją iš tiriamos srities. Tai gali būti padaryta, pavyzdžiui, pasirinkus optimalią jutiklio padėtį arba elektroniniu būdu išlyginant ultragarso lauko netolygumus. Tačiau praktiškai tai lengviausia pasiekti naudojant vadinamąjį buferį, pripildytą vandeniu, kuris yra tarp jutiklio ir tyrimo objekto. Tai leidžia matyti artimosios zonos triukšmą iš tiriamo objekto vietos. Paprastai kaip buferis naudojami specialūs atskirų jutiklių purkštukai arba universalus gelio padėklas. Vietoj vandens šiuo metu naudojami silikono pagrindo plastikiniai purkštukai.
Išsamiai išnagrinėjus tiriamas struktūras, buferio naudojimas gali žymiai pagerinti ultragarsinio vaizdo kokybę.
Fokusavimo sritis
Fokusavimo zonai būdinga tai, kad, viena vertus, ultragarso spindulio skersmuo (plotis) čia yra mažiausias, ir, kita vertus, dėl surinkimo lęšio poveikio ultragarso intensyvumas yra didžiausias. Tai leidžia didelę skiriamąją gebą, t.y. gebėjimas aiškiai atskirti objekto detales. Todėl anatominė forma arba tiriamasis objektas turi būti fokusavimo zonoje.
Tolima ultragarso zona
Tolimoje ultragarso zonoje skiriasi ultragarso spindulys. Kadangi ultragarsinė spinduliuotė yra silpnėja per audinį, ultragarso intensyvumas, ypač jo aukšto dažnio komponentas, mažėja. Abu šie procesai neigiamai veikia rezoliuciją, taigi ir ultragarsinio vaizdo kokybę. Todėl tyrime toli ultragarso zonoje prarandamas objekto aiškumas, tuo daugiau, kuo toliau jis yra iš jutiklio.
Prietaiso skiriamoji geba
Vizualinių tyrimų sistemos, tiek optinės, tiek akustinės, skiriamąją gebą lemia mažiausias atstumas, kuriuo du vaizdai vaizdai suvokiami kaip atskiri. Sprendimas yra svarbus kokybinis rodiklis, apibūdinantis vaizdo tyrimo metodo efektyvumą.
Praktiškai dažnai neatsižvelgiama į tai, kad skiriamosios gebos didinimas yra reikšmingas tik tada, kai tiriamasis objektas iš esmės skiriasi akustinėmis savybėmis nuo aplinkinių audinių, t.y. turi pakankamai kontrasto. Padidėjus rezoliucijai, jei nėra pakankamai kontrasto, nepagerėja tyrimo diagnostiniai pajėgumai. Ašinė skiriamoji geba (ultragarso spindulio plitimo kryptimi) yra dvigubos bangos ilgio vertės regione. Griežtai kalbant, individualių spinduliuojamų impulsų trukmė yra labai svarbi. Tai vyksta šiek tiek daugiau nei du nuoseklūs svyravimai. Tai reiškia, kad su jutikliu, kurio darbinis dažnis yra 3,5 MHz, 0,5 mm audinių struktūros teoriškai turėtų būti suvokiamos kaip atskiros konstrukcijos. Praktiškai tai pastebima tik su sąlyga, kad konstrukcijos yra pakankamai kontrastingos.
Šoninė (šoninė) skiriamoji geba priklauso nuo ultragarso spindulio pločio, taip pat nuo fokusavimo ir atitinkamai gilinimo. Šiuo atžvilgiu rezoliucija labai skiriasi. Didžiausia skiriamoji geba pastebima židinio zonoje ir yra maždaug 4-5 bangos ilgiai. Taigi šoninė skiriamoji geba yra 2-3 kartus silpnesnė nei ašinė skiriamoji geba. Tipiškas pavyzdys yra kasos kanalo ultragarsas. Kanalo liumeną galima aiškiai vizualizuoti tik tada, kai ji yra statmena ultragarso spindulio krypčiai. Dalis kanalo, esančios kairėje ir dešinėje nuo kito kampo, nebėra matomos, nes ašinė skiriamoji geba yra stipresnė už šoninę.
Sagitinė skiriamoji geba priklauso nuo ultragarso spindulio pločio plokštumoje, statmenai skenavimo plokštumai, ir skiriasi skiriamoji geba kryptimi, kuri yra statmena sklidimo krypčiai, taigi ir vaizdo sluoksnio storiui. Sagitinė skiriamoji geba paprastai yra blogesnė nei ašinė ir šoninė. Prie ultragarso aparato pridedamose instrukcijose šis parametras yra retai paminėtas. Tačiau reikia daryti prielaidą, kad sagitinė skiriamoji geba negali būti geresnė už šoninę skiriamąją gebą ir kad šie du parametrai yra palyginami tik židinio plokštumoje židinio zonoje. Daugumai ultragarsinių jutiklių sagitinis fokusavimas nustatomas į tam tikrą gylį ir nėra aiškiai išreikštas. Praktikoje ultragarso spindulio sagitinis fokusavimas atliekamas naudojant atitinkamą sluoksnį jutiklyje kaip akustinį lęšį. Kintamas fokusavimas statmenai vaizdo plokštumai, todėl šio sluoksnio storio sumažinimas pasiekiamas tik naudojant pjezoelementų matricą.
Tais atvejais, kai mokslinio gydytojo užduotis yra išsamiai aprašyti anatominę struktūrą, būtina ją ištirti dviejose tarpusavyje statmenose plokštumose, jei tai leidžia tiriamosios srities anatominės savybės. Tuo pačiu metu skiriamoji geba sumažėja nuo ašinės krypties iki šoninės ir iš šoninės iki sagito.
Ultragarsinių jutiklių tipai
Priklausomai nuo pjezoelektrinių elementų vietos, yra trijų tipų ultragarsiniai jutikliai:
Linijiniuose jutikliuose pjezoelektriniai elementai atskirai arba grupėse išdėstyti tiesia linija ir lygiagrečiai skleidžia ultragarso bangas audinyje. Po kiekvieno perėjimo per audinį pasirodo stačiakampis vaizdas (1 s - apie 20 vaizdų ar daugiau). Linijinių jutiklių privalumas yra galimybė gauti didelę skiriamąją gebą netoli jutiklio vietos (t. Y. Santykinai didelė vaizdo kokybė artimoje zonoje), trūkumas yra labai mažame ultragarso peržiūros lauke (tai yra dėl to, kad, skirtingai nei išgaubtas ir sektorius) jutikliai, linijinio jutiklio ultragarsiniai spinduliai nesiskiria).
Fazinės matricos jutiklis primena linijinį jutiklį, bet yra mažesnis. Jį sudaro serijos kristalai su atskirais nustatymais. Šio tipo jutikliai sukuria vaizdo jutiklio vaizdą monitoriuje. Nors mechaninio sektoriaus jutiklio atveju ultragarsinio impulso kryptį lemia pjezoelektrinio elemento sukimasis, dirbant su jutikliu su fazine grupe, nukreipta orientuota ultragarsinė spindulys gaunamas per visų aktyvintų kristalų laiko keitimą (fazės poslinkį). Tai reiškia, kad atskiri pjezoelektriniai elementai suaktyvinami uždelsimu ir dėl to ultragarso spindulys skleidžiamas įstrižai. Tai leidžia jums sutelkti ultragarsinę spindulį pagal tyrimo užduotį (elektroninis fokusavimas) ir tuo pačiu metu žymiai pagerinti norimą ultragarsinio vaizdo dalį. Kitas privalumas yra gebėjimas dinamiškai fokusuoti gautą signalą. Tokiu atveju fokusavimas signalo priėmimo metu nustatomas pagal optimalų gylį, kuris taip pat gerina vaizdo kokybę.
Mechaninio sektoriaus jutiklyje dėl mechaninių keitiklių elementų virpesių ultragarsinės bangos yra spinduliuojamos skirtingomis kryptimis, todėl vaizdas formuojamas sektoriaus pavidalu. Po kiekvieno perėjimo per audinį susidaro vaizdas (10 ar daugiau iš 1 s). Sektoriaus jutiklio privalumas yra tai, kad jis leidžia jums gauti didelį matymo lauką dideliu gyliu, o trūkumas yra tas, kad neįmanoma studijuoti artimoje zonoje, nes jutiklio laukas yra per siauras.
Išgaubtoje jutiklyje pjezoelektriniai elementai yra išilgai vienas kito į lanką (išlenktas jutiklis). Vaizdo kokybė - tai linijinio ir sektorinio jutiklio gaunamo vaizdo kryžius. Išgaubtas jutiklis, kaip ir linijinis, pasižymi didele raiška artimoje zonoje (nors ji nepasiekia tiesinio jutiklio skiriamojo gebos) ir tuo pačiu metu platus matymo laukas audinio gylyje yra panašus į sektoriaus jutiklį.
Tik ultragarso keitiklio elementų išdėstymas matricos pavidalu, ultragarso spindulį galima fokusuoti vienu metu į šonines ir sagitines kryptis. Ši vadinamoji pjezoelementų matrica (arba dvimatė matrica) papildomai leidžia gauti duomenis apie tris matmenis, be kurių neįmanoma nuskaityti audinio kiekio prieš jutiklį. Pjezoelektrinių elementų matricos gamyba yra sunkus procesas, kuriam reikia naudoti naujausias technologijas, todėl tik neseniai gamintojai savo ultragarso prietaisus aprūpino išgaubtais jutikliais.
Ultragarso diagnostikos metodas
Ultragarsinis diagnostikos metodas yra medicinos įvaizdžio gavimo būdas, pagrįstas ultragarsinių bangų, atsispindinčių iš biologinių struktūrų, ty, atsižvelgiant į aido efektą, registravimu ir kompiuterine analize. Šis metodas dažnai vadinamas echografija. Šiuolaikiniai ultragarsinio tyrimo prietaisai (USI) yra universalios aukštos raiškos skaitmeninės sistemos, galinčios nuskaityti visais režimais (3.1 pav.).
Ultragarsinė diagnostinė galia yra beveik nekenksminga. Ultragarsas neturi kontraindikacijų, jis yra saugus, neskausmingas, atraumatinis ir nėra sunkus. Jei reikia, tai galima atlikti be pacientų paruošimo. Ultragarso įrangą galima pristatyti į bet kurį funkcinį vienetą, kad būtų galima ištirti neužnešamus pacientus. Didelis pranašumas, ypač neaiškios klinikinės nuotraukos atveju, yra galimybė vienu metu tirti daugelį organų. Taip pat svarbu aukštas rentgeno rentabilumas: ultragarso kaina yra kelis kartus mažesnė nei rentgeno tyrimų, o dar mažiau kompiuterinės tomografijos ir magnetinio rezonanso.
Tačiau ultragarso metodas turi tam tikrų trūkumų:
- aukšta įranga ir operatoriaus priklausomybė;
- didelis subjektyvumas interpretuojant echografinius vaizdus;
- mažas informacijos turinys ir prastas užšaldytų vaizdų rodymas.
Ultrasonografija tapo vienu iš dažniausiai klinikinėje praktikoje naudojamų metodų. Pripažįstant daugelio organų ligas, ultragarsą galima laikyti pirmuoju ir pagrindiniu diagnostikos metodu. Diagnostiškai sunkiais atvejais ultragarsiniai duomenys leidžia apibūdinti tolesnio pacientų tyrimo planą, naudojant efektyviausius spinduliuotės metodus.
ULTRASOUND DIAGNOSTIKOS METODO FIZIKINIAI IR BIOLOGINIAI PAGRINDAI
Ultragarsas - tai garso vibracijos, esančios virš žmogaus organų klausos slenksčio, ty dažnio, viršijančio 20 kHz. Fizinis ultragarso pagrindas yra pjezoelektrinis efektas, kurį 1881 m. Atrado Curie broliai. Jo praktinis pritaikymas susijęs su Rusijos mokslininko S. Yos ultravioletinių defektų aptikimu Sokolovo (XX a. Pabaigoje - XX a. 30-ojo dešimtmečio pradžioje). Pirmasis bandymas naudoti ultragarso metodą medicinos diagnostikos tikslais priklauso 30-ojo dešimtmečio pabaigai. XX a. Plačiai paplitęs ultragarso naudojimas klinikinėje praktikoje prasidėjo 1960 metais.
Pjezoelektrinio efekto esmė yra ta, kad kai kurie kristalai deformuojami, kai kurie cheminiai junginiai (kvarcas, titano-bario, kadmio sulfidas ir kt.), Ypač ultragarso bangų įtakoje, ant šių kristalų paviršių atsiranda priešingas ženklas. Tai vadinamasis tiesioginis pjezoelektrinis efektas (pjezo graikų kalba - spaudimas). Priešingai, kai šiems pavieniams kristalams taikomas kintamasis elektros įkrovimas, jose atsiranda mechaniniai svyravimai, išmetami ultragarso bangos. Taigi tas pats pjezo elementas pakaitomis gali būti imtuvas, tada ultragarso bangų šaltinis. Ši ultragarso aparato dalis vadinama akustiniu keitikliu, keitikliu arba jutikliu.
Ultragarsas yra platinamas žiniasklaidos priemonėse kaip kintamųjų suspaudimo zonų ir medžiagų, kurios sukelia svyruojančius judesius, retrekcija. Garso bangos, įskaitant ultragarsą, pasižymi virpesių periodu - laiku, per kurį molekulė (dalelė) atlieka vieną pilną virpesį; dažnis - svyravimų per laiko vienetą skaičius; ilgis yra atstumas tarp tos pačios fazės taškų ir sklidimo greičio, kuris daugiausia priklauso nuo terpės elastingumo ir tankio. Bangos ilgis yra atvirkščiai proporcingas jo dažniui. Kuo mažesnis bangos ilgis, tuo didesnė ultragarso įtaiso skiriamoji geba. Medicinos ultragarso diagnostikos sistemose dažniausiai naudojami 2–10 MHz dažniai. Šiuolaikinių ultragarsinių įrenginių raiška pasiekia 1-3 mm.
Bet kokia aplinka, įskaitant įvairius kūno audinius, neleidžia plisti ultragarsu, ty ji turi skirtingą akustinę impedanciją, kurios vertė priklauso nuo jų tankio ir ultragarso greičio. Kuo didesni šie parametrai, tuo didesnė akustinė varža. Toks bendras bet kokios elastinės terpės požymis žymimas terminu "varža".
Pasiekus dviejų skirtingų akustinio atsparumo laikmenų ribą, ultragarsinių bangų pluoštas patiria reikšmingų pokyčių: viena jos dalis toliau plinta naujame terpėje, tam tikru mastu įsisavindama, kita atspindi. Atspindžio koeficientas priklauso nuo tarpusavyje besiribojančių audinių akustinio pasipriešinimo skirtumo: kuo didesnis šis skirtumas, tuo didesnis atspindys ir, žinoma, tuo didesnis yra įrašyto signalo amplitudė, o tai reiškia, kad ryškesnis ir šviesesnis jis atrodys įrenginio ekrane. Pilnas atšvaitas yra riba tarp audinių ir oro.
ULTRASOUND TYRIMŲ METODAI
Šiuo metu klinikinėje praktikoje naudojami ultragarsu b ir M režimu ir Dopleriu.
B-režimas - tai metodas, suteikiantis realiu laiku informaciją apie anatominių struktūrų dvimatį tomografinį tomografinį vaizdą, kuris leidžia įvertinti jų morfologinę būseną. Šis režimas yra pagrindinis, visais atvejais su jo naudojimu prasideda ultragarsas.
Šiuolaikinė ultragarsinė įranga užfiksuoja mažiausius atspindinčių aidų lygių skirtumus, kurie rodomi įvairiuose pilkos spalvos atspalviuose. Tai leidžia atskirti anatomines struktūras, netgi šiek tiek skiriasi viena nuo kitos akustinėje varžoje. Kuo mažesnis echo intensyvumas, tuo tamsesnis vaizdas, ir, atvirkščiai, kuo didesnė atspindėtojo signalo energija, tuo ryškesnis vaizdas.
Biologinės struktūros gali būti netikros, hipoechinės, vidutinės echogeninės, hiperhechinės (3.2 pav.). Poveikis skysčiui, kuris praktiškai neatspindi ultragarso bangų, būdingas anechoinis vaizdas (juodas); hipoechinis (tamsiai pilkas) - audiniai, turintys didelį hidrofilumą. Echo-teigiamas vaizdas (pilkas) suteikia daugumą audinių struktūrų. Padidėjęs echogeniškumas (šviesiai pilkas) turi tankų biologinį audinį. Jei ultragarso bangos visiškai atsispindi, tada objektai atrodo hiperhijiški (ryškiai balti), o už jų yra vadinamasis akustinis šešėlis, turintis tamsią kelią (žr. 3.3 pav.).
Fig. 3.2. Biologinių struktūrų echogeniškumo lygių skalė: a - anechoic; b - hipoechinis; vidutiniškai echogeninis (echopozitinis); g - padidėjęs echogeniškumas; d - hiperhechinis
Fig. 3.3. Inkstų echogramos išilginėje atkarpoje su skirtingų struktūrų žymėjimu
echogeniškumas: a - anechoic išsiplėtusio puodelio dubens kompleksas; b - inkstų hipoechinė parenchima; - vidutinio echogeninio kepenų parenhyma (echopozitinis); d - padidėjęs echogeninis inkstų sinusas; d - dubens ir ureterio segmento hiperhechinis skaičiavimas
Realaus laiko režimas užtikrina, kad monitoriaus ekrane būtų gaunamas „gyvas“ vaizdas iš organų ir anatominių struktūrų, kurios yra jų natūralios funkcinės būklės. Tai pasiekiama tuo, kad šiuolaikiniai ultragarso prietaisai sukuria daugybę vaizdų, kurie seka vienas po kito su šimto sekundžių intervalu, kuris kartu sukuria nuolat besikeičiantį vaizdą, nustatantį mažiausius pokyčius. Griežtai kalbant, šis metodas ir apskritai ultragarso metodas neturėtų būti vadinami „echografija“, o „echoskopija“.
M-režimas - vieno matmens. Jame vienas iš dviejų erdvinių koordinatų yra pakeistas laikinu, kad palei vertikalią ašį būtų paliktas atstumas nuo jutiklio iki statomos konstrukcijos ir palei horizontalią ašį - laikas. Šis režimas naudojamas daugiausia širdies tyrimams. Ji teikia informaciją kreivių forma, atspindinčią širdies struktūrų judėjimo amplitudę ir greitį (žr. 3.4 pav.).
Doplerio sonografija yra metodas, pagrįstas fizinio Doplerio efekto naudojimu (po Austrijos fiziko vardo). Šio efekto esmė yra tai, kad iš judančių objektų ultragarso bangos atspindimos modifikuotu dažniu. Šis dažnio poslinkis yra proporcingas esančių konstrukcijų judėjimo greičiui ir, jei jų judėjimas yra nukreiptas į jutiklį, atsispindėjusio signalo dažnis didėja, ir atvirkščiai, nuo judančio objekto atsispindinčių bangų dažnis mažėja. Mes nuolat susiduriame su tokiu poveikiu, stebėdami, pavyzdžiui, automobilių, traukinių ir skraidančių lėktuvų garso dažnį.
Šiuo metu klinikinėje praktikoje fluorescencinė spektro doplerio sonografija, spalvų doplerio žemėlapiai, galios dopleriai, konvergencinės spalvos dopleriai, trimatis spalvų doplerio žemėlapis, trimatis energijos doplerografija yra naudojami įvairiai.
Flux spektrinis doplerio sonografas skirtas įvertinti kraujo tekėjimą santykinai dideliame
Fig. 3.4. M - modalinės priekinės mitralinės vožtuvo judėjimo kreivė
laivų ir širdies kamerų. Pagrindinė diagnostinės informacijos rūšis yra spektrografinis įrašymas, kuris atspindi kraujo srauto greitį per tam tikrą laiką. Šiame grafike pavaizduotas greitis ant vertikalios ašies, o laikas parodomas horizontalioje ašyje. Signalai, rodomi virš horizontaliosios ašies, eina nuo kraujo srauto, nukreipto į jutiklį, žemiau šios ašies - nuo jutiklio. Be kraujo tekėjimo greičio ir krypties Doplerio spektrogramos forma, galima nustatyti kraujo tekėjimo pobūdį: laminarinis srautas rodomas kaip siauras kreivė su aiškiais kontūrais ir turbulentinis, turintis plačią netolygią kreivę (3.5 pav.).
Yra dvi srauto doplerio sonografijos parinktys: nuolatinis (nuolatinė banga) ir impulsinis.
Nuolatinis Doplerio ultragarsas grindžiamas nuolatine spinduliuote ir nuolatiniu atspindimų ultragarso bangų priėmimu. Atspindėto signalo dažnio poslinkio dydį lemia visų konstrukcijų judėjimas per visą ultragarso spindulio kelią jo įsiskverbimo gylyje. Taigi gauta informacija yra bendra. Atskiros srauto analizės neįmanoma griežtai apibrėžtoje vietoje yra nuolatinio doplerio sonografijos trūkumas. Tuo pačiu metu jis turi svarbų pranašumą: jis leidžia įvertinti aukštus kraujo tekėjimo tempus.
Impulsinis doplerio sonografas pagrįstas periodine ultragarsinių bangų impulsų serija, kuri, atspindint iš raudonųjų kraujo kūnelių, nuolat suvokiama
Fig. 3.5. Doplerio spektrograma perduodant kraujo srautą
naudojant tą patį jutiklį. Šiuo režimu signalai atsispindi, atspindėti tik tam tikru atstumu nuo jutiklio, kuris nustatomas gydytojo nuožiūra. Kraujo srauto vieta vadinama kontroliniu tūriu (KO). Gebėjimas įvertinti kraujo tekėjimą bet kuriame taške yra pagrindinis impulsinio Doplerio sonografijos privalumas.
Spalvų doplerio žemėlapių sudarymas grindžiamas spinduliuojamo dažnio Doplerio poslinkio vertės spalvomis. Ši technika suteikia tiesioginį kraujo tekėjimą širdyje ir santykinai dideliuose induose (žr. 3.6 pav.). Raudona spalva atitinka srautą jutiklio kryptimi, mėlyna - iš jutiklio. Tamsūs šių spalvų atspalviai atitinka mažus greičius, šviesius atspalvius - aukštus. Šis metodas leidžia įvertinti tiek morfologinę kraujagyslių būklę, tiek kraujotakos būklę. Šio metodo apribojimas yra neįmanoma gauti mažų kraujagyslių, turinčių mažą kraujo tekėjimo greitį, vaizdą.
„Energy Doppler“ yra pagrįstas ne dažnio Doplerio pamainų analize, atspindinčia raudonųjų kraujo kūnelių greitį, kaip ir įprastiniame Doplerio žemėlapyje, bet visų Doplerio spektro aidų amplitudės, atspindinčios raudonųjų kraujo kūnelių tankį tam tikru tūriu. Gautas vaizdas yra panašus į įprastą spalvų Doplerio atvaizdavimą, tačiau skiriasi tuo, kad visi laivai gauna vaizdą, nepaisant jų eigos, palyginti su ultragarsine spinduliu, įskaitant labai mažo skersmens kraujagysles ir mažą kraujo srautą. Tačiau iš energijos Doplerio modelių neįmanoma spręsti apie kraujo tekėjimo kryptį, pobūdį ar greitį. Informaciją riboja tik kraujo tekėjimo faktas ir laivų skaičius. Spalvų atspalviai (paprastai pereinant nuo tamsiai oranžinės spalvos prie šviesiai oranžinės ir geltonos spalvos) turi informaciją apie kraujo srauto greitį, o apie aidų signalų, atspindinčių judančius kraujo elementus, intensyvumą (žr. 3.7 pav. Ant spalvoto įterpimo). Energijos Doplerio ultragarso diagnostinė vertė yra gebėjimas įvertinti organų ir patologinių sričių kraujagysles.
Spalvos Doplerio žemėlapių sudarymo ir galios doplerio galimybės derinamos konvergencinėje spalvų doplerio technikoje.
B režimo derinys su transliacija arba energijos spalvų žemėlapiu vadinamas dvipusiu tyrimu, suteikiančiu didžiausią informacijos kiekį.
Trimatis Doplerio žemėlapis ir trimatis Doplerio energija - tai būdai, leidžiantys stebėti trijų dimensijų vaizdą apie erdvinį kraujagyslių išdėstymą realiu laiku iš bet kokio kampo, kuris leidžia jiems tiksliai įvertinti jų ryšį su įvairiomis anatominėmis struktūromis ir patologiniais procesais, įskaitant piktybinius navikus.
Echo kontrastas. Šis metodas pagrįstas specifinių kontrastinių medžiagų, turinčių laisvų dujų mikroburbelių, intraveniniu vartojimu. Norint pasiekti kliniškai veiksmingą kontrastą, būtinos šios prielaidos. Sušvirkštus į veną su tokiais echo kontrastiniais preparatais, į arterinę lovą gali patekti tik tos medžiagos, kurios laisvai praeina per plaučių cirkuliaciją, ty dujų burbuliukai turi būti mažesni nei 5 mikronai. Antroji prielaida yra dujinio burbuliukų stabilumas, kai jie cirkuliuoja bendroje kraujagyslių sistemoje mažiausiai 5 minutes.
Klinikinėje praktikoje aido kontrasto technika naudojama dviem būdais. Pirmasis yra dinamiškas aido kontrasto angiografija. Tuo pačiu metu gerokai pagerėja kraujo tekėjimo vizualizacija, ypač sekliuose giliai įsiskverčiančiuose laivuose, kuriuose yra mažas kraujo srautas; spalvų Doplerio žemėlapių ir energijos Doplerio sonografijos jautrumas žymiai padidėja; realiu laiku galima stebėti visus kraujagyslių kontrasto etapus; padidina kraujagyslių stenozinių pažeidimų vertinimo tikslumą. Antroji kryptis yra audinio aido kontrastas. Tai užtikrina tai, kad kai kurios aido kontrastinės medžiagos yra pasirinktinai įtrauktos į tam tikrų organų struktūrą. Šiuo atveju jų kaupimosi laipsnis, greitis ir laikas nesikeičia ir patologiniuose audiniuose skiriasi. Taigi, apskritai galima įvertinti organų perfuziją, pagerėja kontrastinė rezoliucija tarp normalaus ir paveikto audinio, kuris padeda pagerinti įvairių ligų, ypač piktybinių navikų, diagnozės tikslumą.
Ultragarsinio metodo diagnostiniai gebėjimai taip pat išaugo dėl naujų technologijų atsiradimo ultragarso vaizdų apdorojimui ir apdorojimui. Tai, be kita ko, yra daugialypiai jutikliai, plačiaekranio, panoraminio, trimatio vaizdo formavimo technologijos. Pažadėtinos sritys tolesnei ultragarso diagnostikos metodo plėtrai yra matricos technologijos naudojimas informacijos rinkimui ir analizei apie biologinių struktūrų struktūrą; ultragarso mašinų kūrimas, suteikiantys pilnų anatominių zonų sekcijų vaizdus; atspindėtų ultragarsinių bangų spektrinė ir fazinė analizė.
ULTRASOUND DIAGNOSTIKOS METODO KLINIKINIS TAIKYMAS
Ultragarsas šiuo metu naudojamas įvairiais būdais:
- stebėti diagnostinių ir terapinių instrumentinių manipuliacijų (punkcijų, biopsijų, drenažo ir kt.) veikimą;
Avarinis ultragarsas turėtų būti laikomas pirmuoju ir privalomu pacientų, sergančių ūminėmis pilvo ir dubens chirurginėmis ligomis, tyrimo metodu. Tuo pačiu metu diagnostinis tikslumas siekia 80%, parenchiminių organų pažeidimų atpažinimo tikslumas yra 92%, o skysčio aptikimas pilvo srityje (įskaitant hemoperitoną) yra 97%.
Ūminio patologinio proceso metu ultragarso stebėjimas atliekamas pakartotinai, skirtingu dažnumu, siekiant įvertinti jo dinamiką, terapijos veiksmingumą, ankstyvą komplikacijų diagnostiką.
Intraoperacinių tyrimų tikslai - patikslinti patologinio proceso pobūdį ir mastą, taip pat stebėti chirurgijos tinkamumą ir radikalumą.
Ultragarsas ankstyvosiose stadijose po operacijos visų pirma yra skirtas nustatyti nepalankios pooperacinio periodo priežastis.
Ultragarsinė kontrolė instrumentinių diagnostinių ir terapinių manipuliacijų veikimui užtikrina aukštą skverbties tikslumą į vieną ar kitą anatominę struktūrą ar patologinę sritį, kuri žymiai padidina šių procedūrų efektyvumą.
Atliekant ultragarsinius tyrimus, ty tyrimus be medicininių indikacijų, atliekamas ankstyvas ligų, kurios dar nėra kliniškai akivaizdžios, nustatymas. Šių tyrimų įgyvendinamumas visų pirma rodo, kad naujai diagnozuotų pilvo organų ligų dažnis „sveikų“ žmonių ultragarso patikros metu siekia 10%. Puikus ankstyvos piktybinių navikų diagnozavimo rezultatas yra tikrinamas pieno liaukų ultragarsas moterims, vyresnėms nei 40 metų, ir prostatos vyrams, vyresniems nei 50 metų.
Ultragarsas gali būti atliekamas tiek išoriniu, tiek intrakūniniu nuskaitymu.
Išorinis skenavimas (iš žmogaus kūno paviršiaus) yra labiausiai prieinamas ir visiškai šviesus. Nėra jokių kontraindikacijų jo įgyvendinimui, yra tik vienas bendras apribojimas - žaizdos paviršiaus buvimas skenavimo srityje. Kad pagerėtų jutiklio sąlytis su oda, laisvas judėjimas per odą ir geriausias ultragarso bangų įsiskverbimas į kūną, odos vieta tyrimo vietoje turėtų būti išteptas specialiu gelu. Skirtingų gylio objektų nuskaitymas turėtų būti atliekamas naudojant tam tikrą dažnį. Taigi, tiriant paviršinius organus (skydliaukę, pieno liaukas, sąnarių minkštųjų audinių struktūras, sėklides ir tt), pageidautina 7,5 MHz ir didesnė dažnis. Giliųjų organų tyrimui naudojami 3,5 MHz dažnio jutikliai.
Intrakorporaciniai ultragarsai atliekami įvedant specialius jutiklius į žmogaus kūną per natūralias angas (transrektiniu, transvagininiu, transesofaginiu, transuretriniu), punkcijas į indus, per chirurgines žaizdas ir endoskopiškai. Jutiklis yra kuo arčiau šio ar jo organo. Šiuo atžvilgiu galima naudoti aukšto dažnio keitiklius, dėl kurių metodo skiriamoji geba smarkiai padidėja, tampa įmanoma teikti kokybišką mažiausių struktūrų, kurios nėra pasiekiamos išorinio nuskaitymo metu, vizualizaciją. Pavyzdžiui, transrektinis ultragarsas, palyginti su išoriniu skenavimu, suteikia svarbią papildomą diagnostinę informaciją 75% atvejų. Intrakardijos trombų aptikimas transesofaginio echokardiografijoje yra 2 kartus didesnis nei išoriniame tyrime.
Bendrą echografinės seroskopijos įvaizdžio formavimąsi atspindi specifiniai paveikslai, būdingi vienam ar kitam organui, anatominė struktūra, patologinis procesas. Tuo pačiu metu jų forma, dydis ir padėtis, kontūrų pobūdis (net ir netolygus, aiškus / fuzzy), vidinė echostruktūra, išstūmimas ir tuščiaviduriai organai (tulžies pūslė), taip pat sienos būklė (storis, aido tankis, elastingumas). ), patologinių inkliuzų, ypač akmenų, buvimas ertmėje; fiziologinio susitraukimo laipsnis.
Cistos, pripildytos seroziniu skysčiu, rodomos suapvalintų, tolygiai nenuoseklių (juodų) zonų, apsuptų echo-teigiamų (pilkųjų) kapsulės kraštų, su net aštriais kontūrais, forma. Konkretus cistos echografinis ženklas yra nugaros stiprinimo efektas: cista nugaros sienelė ir už jo esantys audiniai atrodo šviesesni už likusį ilgį (3.8 pav.).
Pilvo formacijos su patologiniu turiniu (abscesai, tuberkuliozės ertmės) skiriasi nuo cistų pagal kontūrų nelygumus ir, svarbiausia, echo-neigiamos vidinės echostruktūros nevienalytiškumą.
Uždegiminiai infiltratai pasižymi netaisyklinga apvalia forma, neryškiais kontūrais, tolygiai ir vidutiniškai sumažėjęs patologinio proceso echogeniškumas.
Parenchiminių organų hematomos echografinis vaizdas priklauso nuo laiko, praėjusio nuo sužeidimo momento. Per pirmas kelias dienas jis yra homogeniškas. Tada atsiranda echo-teigiami intarpai, kurie atspindi kraujo krešulius, kurių skaičius nuolat didėja. Po 7-8 dienų prasideda atvirkštinis procesas - kraujo krešulių lizė. Hematomos turinys vėl tampa vienodai aidus.
Piktybinių navikų echostruktūra yra nevienalytė, apimanti visą spektrą
Fig. 3.8. Echografinis inkstų cistos vaizdas
echogeniškumas: anechoic (kraujavimas), hipoechinis (nekrozė), aidas teigiamas (naviko audinys), hiperhechinis (kalcifikacija).
Akmenų echografinis vaizdas yra labai demonstracinis: hiperhechinis (ryškiai balta) struktūra su akustiniu tamsiu neigiamu šešėliu (3.9 pav.).
Fig. 3.9. Akmenligės akmenų vaizdas
Šiuo metu ultragarsas yra prieinamas beveik visoms žmogaus anatominėms sritims, organams ir anatominėms struktūroms, nors ir įvairiais laipsniais. Šis metodas yra prioritetas vertinant tiek morfologinę, tiek funkcinę širdies būklę. Jis taip pat yra labai informatyvus diagnozuojant židinių ligas ir parenchiminių pilvo organų, tulžies pūslės ligų, dubens organų, išorinių lyties organų, skydliaukės ir pieno liaukų, akių ligas.
NAUDOJIMO NURODYMAI
1. Smegenų tyrimas mažiems vaikams, dažniausiai įtariant įgimtą jo vystymosi sutrikimą.
2. Smegenų kraujagyslių tyrimas siekiant nustatyti smegenų kraujotakos sutrikimų priežastis ir įvertinti operacijų, atliktų su laivuose, efektyvumą.
3. Įvairių ligų ir sužalojimų (navikų, tinklainės atsiskyrimo, intraokulinių kraujavimų, svetimkūnių) diagnozė.
4. seilių liaukų tyrimas, siekiant įvertinti jų morfologinę būklę.
5. Intraoperacinis visiško smegenų navikų pašalinimo stebėjimas.
1. Karotidinių ir stuburo arterijų tyrimas:
- ilgas, pasikartojantis galvos skausmas;
- pasikartojantis sinkopas;
- klinikiniai smegenų kraujotakos sutrikimai;
- klinikinis sublavijos vagystės sindromas (brachialinės galvos ir sublavijos arterijos stenozė arba okliuzija);
- mechaninis sužalojimas (kraujagyslių pažeidimas, hematomos).
2. Skydliaukės tyrimas:
- bet kokie įtarimai dėl jos ligos;
3. Limfmazgių tyrimas:
- įtarimas dėl jų metastazinio pažeidimo, jei nustatomas bet kurio organo piktybinis navikas;
- limfoma.
4. Neorganiniai kaklo navikai (navikai, cistos).
1. Širdies tyrimas:
- įgimtų širdies defektų diagnostika;
- įgytų širdies defektų diagnostika;
- širdies funkcinės būklės kiekybinis įvertinimas (pasaulinis ir regioninis sistolinis kontraktilumas, diastolinis užpildymas);
- intrakardinių struktūrų morfologinės būklės ir funkcijos vertinimas;
- intrakardialinių hemodinaminių sutrikimų laipsnio nustatymas ir nustatymas (patologinis kraujo manevravimas, regurgitaciniai srautai širdies vožtuvų nepakankamumo atveju);
- hipertrofinės miokardiopatijos diagnozė;
- intrakardijos trombo ir navikų diagnostika;
- išeminės miokardo ligos nustatymas;
- skysčio nustatymas perikardo ertmėje;
- kiekybinis plaučių arterinės hipertenzijos įvertinimas;
- širdies pažeidimų diagnostika krūtinės mechaninio sužalojimo atveju (mėlynės, sienų plyšiai, pertvaros, akordai, vožtuvai);
- širdies operacijų radikalumo ir efektyvumo vertinimas.
2. Kvėpavimo takų ir tarpuplaučio organų tyrimas:
- skysčio nustatymas pleuros ertmėse;
- krūtinės sienelės ir pleuros pažeidimų pobūdžio paaiškinimas;
- audinių ir cistinių navikų diferenciacija;
- tarpinių limfmazgių vertinimas;
- plaučių arterijos kamieno ir pagrindinių šakų tromboembolijos diagnozė.
3. Pieno liaukų tyrimas:
- neaiškių radiologinių duomenų paaiškinimas;
- cistos ir audinių pakitimų, aptinkamų palpacijos arba rentgeno mammografijos, diferenciacija;
- nežinomos etiologijos krūties gabalėlių įvertinimas;
- pieno liaukų būklės įvertinimas, didėjant ašarinių, sub- ir supraclavikulinių limfmazgių;
- silikoninių krūties protezų būklės įvertinimas;
- formavimosi biopsija ultragarsu kontroliuojant.
1. Virškinimo sistemos parenchiminių organų (kepenų, kasos) tyrimas:
- židinių ir difuzinių ligų (navikų, cistų, uždegiminių procesų) diagnostika;
- žalos diagnostika pilvo mechaninio sužalojimo atveju;
- kepenų metastazinio pažeidimo nustatymas bet kokio lokalizavimo piktybinių navikų;
- portalo hipertenzijos diagnozė.
2. tulžies takų ir tulžies pūslės tyrimas:
- cholelitozės diagnozė, įvertinant tulžies takų būklę ir jų skaičiavimą;
- ūminio ir lėtinio cholecistito morfologinių pokyčių pobūdžio ir sunkumo išaiškinimas;
- nustatant postcholecistektomijos sindromo pobūdį.
